一種四軸搬運機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及工業裝備技術領域，特別是一種四軸搬運機器人。
【背景技術】
[0002]由于勞動力成本提高及自動化生產的需求，機器人在工業生產中的地位不斷的提高，在搬運機器人方面，通常將其應用于搬運及堆垛工況，其本體采用平行連桿原理來構建。平行連桿機構可以使所搬運的物料(工件)在搬運過程中始終保持水平或維持在同一角度，因此可以實現較簡單的物料搬運和堆垛，但物料(工件)在各個工位(節點)上的姿態是有著不同要求的，隨著自動化程度的提高，不僅需要機器人改變物料(工件)的位置，還需要機器人改變物料(工件)在對應工位上的姿態，比如包括工件的位移和翻轉擺放等動作。
[0003]另外，目前的搬運機器人的臂體及轉臺均采用鑄件加工的生產工藝，該方式在大批量生產階段可以有效的降低成本，并且有利于工業造型設計。然而，隨著市場競爭的激烈進行，小批量定制化的趨勢越發明顯，如果繼續使用傳統的鑄件加工方式制造機器人，必然使得開發過程變長，模具投入的成本大等因素，最終將加大產品的研發成本，從而影響新興中小型企業的發展。
[0004]此外，承載重量是搬運機器人的最主要參數，同時也影響了機器人的關鍵部件(如減速機、伺服電機等)選型，從而影響了機器人的設計及制造成本。

【發明內容】

[0005]本發明就是要解決如上問題，提供一種四軸搬運機器人，該四軸搬運機器人采用機器人4軸布置方式，其中1#軸在XY平面上，實現回轉動作，2#、3#、4#軸相互平行，且垂直于XY平面，最終實現工件的位置移動和姿態翻轉動作；四軸搬運機器人的臂體和轉臺都采用板材焊接結構，結構穩定牢固，整體質量也較鑄件結構有所降低；在四軸搬運機器人的第一臂和回轉平臺之間設置了平衡缸，可有效的抵消物料(工件)的重力在運動軸上產生的力矩影響，提高四軸搬運機器人整體的承載搬運能力。
[0006]為解決上述技術問題，本發明是按如下方式實現的:本發明所述一種四軸搬運機器人包括底座、回轉驅動機構、回轉平臺、第一轉軸、第二轉軸、第三轉軸、平衡缸、第一臂、第二臂和第三臂；所述回轉驅動機構的定座與底座固定連接，回轉驅動機構的回轉軸與回轉平臺的底部固定連接；所述回轉平臺與第一臂之間通過第一轉軸連接，第一臂與第二臂之間通過第二轉軸連接，第二臂與第三臂之間通過第三轉軸連接，平衡缸的缸體與回轉平臺構成鉸連接，平衡缸的活塞桿與第一臂構成鉸連接；
[0007]所述第一臂的上端設置有貼板及回轉支承外圈連接板，底部設置有集成殼體，第一臂的集成殼體設置于由回轉平臺的貼板及回轉支承外圈連接板之間構成安裝槽內；所述第一轉軸包括伺服電機、減速器、減速器連接法蘭和回轉支承；所述伺服電機的殼體與第一臂的集成殼體固定連接，伺服電機的電機動力輸出軸與減速器的動力輸入端構成傳動連接，減速器動力輸出端固定連接有減速器連接法蘭，減速器外殼體與第一臂的集成殼體固定，減速器連接法蘭與回轉平臺的貼板固定連接；所述回轉支承的回轉支承內圈與集成殼體固定連接，回轉支承外圈與回轉平臺的回轉支承外圈連接板固定連接；
[0008]所述第二臂的兩端均設置有集成殼體，第二臂一端的集成殼體設置于由第一臂的貼板及回轉支承外圈連接板之間構成安裝槽內，第二臂另一端的集成殼體設置于由第三臂的貼板及回轉支承外圈連接板之間構成安裝槽內；所述第二轉軸包括伺服電機、減速器、減速器連接法蘭和回轉支承，伺服電機的殼體與第二臂的集成殼體固定連接，伺服電機的電機動力輸出軸與減速器的動力輸入端構成傳動連接，減速器動力輸出端固定連接有減速器連接法蘭，減速器外殼體與第二臂的集成殼體固定，減速器連接法蘭與第一臂的貼板固定連接，回轉支承的回轉支承內圈與第二臂的集成殼體固定連接，回轉支承外圈與第一臂的回轉支承外圈連接板固定連接；
[0009]所述第三轉軸包括伺服電機、減速器、減速器連接法蘭和回轉支承，伺服電機的殼體與第二臂的集成殼體固定連接，伺服電機的電機動力輸出軸與減速器的動力輸入端構成傳動連接，減速器動力輸出端固定連接有減速器連接法蘭，減速器外殼體與第二臂的集成殼體固定，減速器連接法蘭與第三臂的貼板固定連接，回轉支承的回轉支承內圈與第二臂的集成殼體固定連接，回轉支承外圈與第三臂的回轉支承外圈連接板固定連接。
[0010]所述回轉驅動機構包括定座、伺服電機、減速器及回轉軸，所述電機動力輸出軸與減速器的動力輸入端構成傳動連接，減速器的動力輸出端與回轉軸固定連接。
[0011]所述回轉平臺包括安裝板、底板、回轉平臺左側板、回轉平臺右側板、右加長板和左加長板；所述安裝板與回轉驅動機構的回轉軸固定連接，底板固定在安裝板上；所述回轉平臺左側板和回轉平臺右側板對稱的固定連接在底板上；所述回轉平臺左側板的端部設置有通孔，位于通孔位置處回轉平臺左側板的兩側分別固定連接有貼板及加厚板，回轉平臺左側板的尾部固定連接有左加長板；所述回轉平臺右側板的端部設置有回轉支承外圈連接板，回轉支承外圈連接板側壁固定連接有加厚板，回轉平臺右側板的尾部固定連接有右加長板；所述左加長板和右加長板構成平衡缸連接座。
[0012]所述平衡缸包括缸體、活塞桿和彈簧；所述缸體由缸體側管、固定在缸體側管底部的缸體底板、連接在缸體側管端部的缸體連接板和對稱的固定在缸體側管兩側的鉸連接板組成；所述缸體連接板外側固定有平衡缸連接板；所述活塞桿由彈簧軸和固定連接在彈簧軸端部的套筒組成，套筒中心有通孔，通孔內固定有套筒軸套；活塞桿的彈簧軸上套接有直線軸承，彈簧軸可在直線軸承內滑動，直線軸承端面與平衡缸連接板固定連接；活塞桿遠離套筒的一端固定連接有彈簧壓板；所述彈簧設置于彈簧壓板和平衡缸連接板之間；所述平衡缸的鉸連接板與回轉平臺的平衡缸連接座構成鉸連接。
[0013]所述集成殼體包括集成殼體外殼，集成殼體外殼外圓柱形中空殼體，集成殼體外殼兩端面上設置有螺紋固定孔，集成殼體外殼內部固定連接有電機安裝板、擋油板a及擋油板b ;所述伺服電機的殼體通過法蘭盤與集成殼體的電機安裝板固定連接；所述減速器外殼體和回轉支承內圈分別與集成殼體外殼兩側端面上設置的螺紋固定孔固定。
[0014]所述第一臂包括第一臂上支撐板、第一臂下支撐板、連接于第一臂上支撐板和第一臂下支撐板之間平行設置的兩塊第一臂肋板、設置于第一臂上支撐板和第一臂下支撐板底部的集成殼體、設置于第一臂上支撐板和第一臂下支撐板頂部的封板；所述第一臂肋板上端平行的固定連接有第一臂左側板和第一臂右側板，所述第一臂的貼板設置于第一臂左側板上，第一臂的回轉支承外圈連接板設置于第一臂右側板上；所述第一臂上支撐板外側固定連接有平衡缸連接耳；所述第一臂上支撐板、第一臂下支撐板均為圓弧形板，第一臂下支撐板的凸面與第一臂上支撐板凹面相對將二者固定連接。
[0015]所述第二臂包括第二臂上支撐板、第二臂下支撐板、連接于第二臂上支撐板和第二臂下支撐板之間平行設置的兩塊第二臂肋板，所述第二臂上支撐板和第二臂下支撐板的兩端分別固定連接有集成殼體。
[0016]所述第三臂包括第三臂左側板、第三臂右側板、固定連接在第三臂左側板和第三臂右側板底部的屬具連接底板、固定連接在第三臂左側板和第三臂右側板之間的橫向加強板；所述第三臂的貼板設置于第三臂左側板上，第三臂的回轉支承外圈連接板設置于第三臂右側板上；所述屬具連接底板下方設置有屬具連接孔。
[0017]本發明的積極效果:本發明所述一種四軸搬運機器人提供了一個回轉平臺和三個旋轉軸，最終實現4個自由度動作。在伺服電機驅動的過程中，第一轉軸、第二轉軸及第三轉軸采用特殊的連接形式，實現了三個轉軸在回轉平臺或支撐臂兩側同時提供支撐的結構，抵銷了傾覆力矩，降低了對減速機抗傾覆能力的要求；通過設置平衡缸拉動第一臂的方式平衡了機器人第一臂、第二臂及第三臂的臂體伸出以后產生的前傾力矩，讓機器人可以用相同扭矩的電機抓取更重的物體；機器人主體多由鈑金件焊接而成，成本低廉易于加工，第一臂、第二臂及第三臂的臂體為焊接而成的箱型結構，質量較輕承載能力較好。
【附圖說明】
[0018]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0019]圖1是本發明的結構示意圖
[0020]圖2是本發明的結構示意圖
[0021]圖3是回轉平臺的結構示意圖
[0022]圖4是第一臂的結構示意圖
[0023]圖5是第二臂的結構示意圖
[0024]圖6是第三臂的結構示意圖
[0025]圖7是第一臂與回轉平臺連接位置的結構示意圖
[0026]圖8是第二臂與第一臂連接位置的結構示意圖